다중 에이전트 패러다임을 통한 통합 정보 관리 시스템

Abstract

The advanced networking and comuting technologies have invoked the new trends in characteristics of information. They allow an information management system that provides specific functions for information management that requires an integrated method for unifying the various information management techniques which can be adaptive to various, enormous, distributed, dynamic and open information environments. For information management system to adapt to the changes of information, it is essential to have a unified structure where cooperative activities between the information sources are possible. Multi-agent paradigm, in which several individual agents work together to achieve a common goal, can be applied for this purpose. In this research, we proposed a framework of the unified information management system that is based on the multi-agent paradigm, and implemented a test system to show its feasibility. In order to unify various functions for information management, connect various information sources together and cooperate aomong them using multi-agent technique, a control mechanism to facilitate the available information is very important. And usually the role of the control mechanism determines the behavior of the total system. The proposed system makes the information sources with problem solving capabilities into agents and a special agent called facilitator with control knowledge controls the cooperation between the information agents to manage the various information effectively. There can be various structures in cooperation among information agents, which stems from various characteristics of information environments. So, the facilitator is required to have capabilities to cope with these situations. In the proposed framework, we focused two capabilities of the facilitator. The first method is that the facilitator uses the knowledgy granularity level to determine the sequence of the activation of the agents. In other words, the knowledge source with simple but fast processing mechanism activates first while more sophisticated but slow knowledge sources are activated later. In an environment in which we have several knowledge sources for the same topic, the proposed system will simulate the focusing mechanism of human cognitive process. On the other point of view, the facilitator has to be adaptive to incompleteness of information environments. In the proposed system, we applied knowledge discovery to construct the knowledge that is needed to amend incomplete information. For this purpose, we proposed goal-oriented directed knowledge discovery. Also, we described the method that manages and verifies machine-generated rules in a multi-agent structure. The proposed framework manages information effectively by orchestrating the activities of the member agents and can be applied to the problems that need the cooperation between various information sources and functions in dynamic information environments. The proposed system will make the information management system more flexible and intelligent. ; 컴퓨팅 및 네트워크 기술의 발달에 의해 정보 특성이 분산화, 이질화, 대용량화, 개방화 그리고 동적으로 변화하면서 정보 관리를 위한 기술들도 이에 대응하기 위한 형태로 발전해 왔다. 정보 관리를 위한 관련 기술들은 데이터베이스 관리 시스템, 지식베이스 시스템, OLAP, 데이터 웨어하우징, 데이터 마이닝 그리고 에이전트 등이 있으며 이들 정보 관리 기술들은 정보 검색, 지식 추론, 정보 분석, 지식 발견, 협동 등 특정한 정보 관리 기능 수행을 목적으로 사용되어 왔다. 그러나 변화되는 다양한 정보 특성을 잘 반영하는 정보 관리 시스템에서는 이러한 단편적인 기능을 갖는 시스템으로서의 역할뿐만 아니라 이들 기능들이 통합되어 사용되어지는 통합 정보 관리 환경이 중요할 수 있다. 특히 통합 정보 관리의 필요성은 많은 응용에서 단순 데이터에 대한 관리뿐만 아니라 지식 차원의 관리, 더 나가서는 지식 발견에 대한 기능을 요구하고 있다는 점에서 더욱 강조되고 있다고 할 수 있다. 다중 에이전트 패러다임(Multi-Agent Paradigm)은 자율적인 에이전트들이 공통의 목표를 이루기 위해서 서로 협동하는 구조를 제공하며 이것은 분산된 시스템에 저장되어 있는 대량의 이질적인 정보를 사용하는 복잡한 문제에 적당한 방법으로 미래의 정보 형태에 가장 잘 적응할 수 있는 패러다임이다. 최근 에이전트 패러다임을 정보 관리에 적용하는 연구가 인터넷을 기반으로 활발히 진행되어오고 있다. 기존 에이전트 기반 정보 관리 시스템들은 정보 검색을 목적으로 하는 응용 위주로 특히 WWW 상에서의 정보의 범람으로부터 사용자에게 편의를 제공하기 위한 소프트웨어 에이전트를 만들려는 방향으로의 연구가 주로 진행되고 있으며 이러한 에이전트 적용에서는 정보 관리의 단편적인 면에 초점을 두고 있다. 본 논문은 정보 관리 기능에 대한 횡정인 관심에서 이들을 하나로 묶어보기 위한 시도로서 정보 관리를 위한 정보 검색, 지식 추론, 지식 발견, 지식간의 일관성 확인 등의 여러 단편적인 기능들을 다중 에이전트 패러다임으로 통합하여 다양한 형태를 갖는 분산 정보들간의 협동 작업을 수행할 수 있도록 통합 관리하는 다중 에이전트 기반 통합 정보 관리 시스템(Unified Information Management System, UIMS)의 프레임 워크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 통합 정보 관리에 다중 에이전트 패러다임의 적용은 개별적인 정보에 대한 특정 관리 기능을 수행하는 독립적이고 자율적인 정보 에이전트들을 요구 정보의 특성에 따른 협동 구조에 적절히 대응할 수 있도록 융통성 있게 조정하고 제어함으로써 다양한 정보의 사용 및 통합 관리 문제를 자연스렙게 해결할 수 있게 한다. 따라서 구성 에이전트간의 제어를 수행하는 조정자(facilitator)의 제어 수준에 따라 문제 해결 구도가 달라질 수 있으므로 조정 에이전트의 역할이 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 조정 에이전트의 기능에 중점을 두어 다중 에이전트 기반 통합 정보 관리 시스템의 기본 프레임워크를 제안한다. 특히 분산된 다양한 정보의 협동 작업을 수행하기 위한 통합 정보 관리의 한 형태로서 정보의 다양성을 고려한 지식 세밀도 정도 즉, 지식레벨(Knowledge Level)을 정보 에이전트간의 조정(coordination)에 이용하는 방법을 제시한다. 또한 통합 정보 관리에서 요구되는 정보 처리 기술의 한 단면으로서 지식 발견을 다중 에이전트 기반 UIMS로 통합하는 방법을 다룬다. 기계 생성 지식을 정보원의 한 형태로 협동 작업에 이용할 수 있도록 불완전한 정보를 완전하게 만드는데 지식 발견을 이용하는 목표-지향 지시형 지식 발견 방법(Goal-Oriented Directed Knowledge Discovery)과 지식 발견의 후처리 과정으로서 기계 생성 지식의 일관성 문제를 통합 구조에서 처리하기 위한 방법을 제안한다. 정보 형태의 다양성은 문제 해결을 위해 필요한 정보 관리의 기능들을 복합적으로 요구한다. 따라서 정보 관리의 통합에 대한 필요성은 당연한 결과라고 할 수 있다. 본 제안 프레임워크는 개별적인 정보에 대한 통합 정보 관리를 다중 에이전트 구조에서 해결함으로써 개별적인 정보 관리 기능이 필요한 경우뿐만 아니라 각 기능을 복합적으로 필요로 하는 정보 관리의 협동을 통한 문제 해결에 융통성 있게 적용될 수 있다. 이는 정보 사용자의 관점에서 어떤 곳에 어떤 일을 처리하는 에이전트가 존재하는지에 상관없이 요구하는 문제에 대한 적절한 해결책을 찾을 수 있도록 하고, 정보 관리자의 관점에서도 요구 수행을 위해서 적당한 정보를 이용한 적절한 처리를 수행하도록 하는 일을 에이전트가 대신하게 함으로써 다양한 정보에 대한 통합적 관리를 통한 문제 해결을 가능하게 한다. 따라서 다중 에이전트 기반 통합 정보 관리 시스템은 미래 정보 환경의 다양한 특성 변화에 대응할 수 있는 정보 관리 시스템의 실현을 가능하게 할 것이다.